Non-volatile memory (NVMe) is een halfgeleidertechnologie die geen continue stroomtoevoer nodig heeft om de gegevens of programmacode te behouden die in een computerapparaat is opgeslagen.
Systeemfabrikanten gebruiken verschillende soorten niet-vluchtige geheugenchips voor uiteenlopende doeleinden. Een type NVM kan bijvoorbeeld de programmacode van de controller opslaan voor apparaten zoals harde schijven (HDD’s) en tapedrives. Een ander type NVM wordt vaak gebruikt voor gegevensopslag in solid-state drives (SSD’s), USB-stations en geheugenkaarten in digitale camera’s, mobiele telefoons en andere apparaten.
Solid-state opslag maakt meestal gebruik van een variant van niet-vluchtig geheugen dat bekend staat als NAND-flash. SSD’s hebben geen bewegende delen en kunnen hogere prestaties leveren dan mechanisch aangestuurde harde schijven en tape, die een kop gebruiken om gegevens te lezen en te schrijven naar magnetische opslagmedia. SSD’s die rechtstreeks op de processor van de computer zijn aangesloten via een PCI Express-bus (PCIe), hebben een lagere latentie dan SSD’s op basis van Serial-Attached SCSI (SAS) of Serial Advanced Technology Attachment (SATA) die in externe schijfcompartimenten zijn geplaatst.
Typen niet-vluchtig geheugen
Veel typen niet-vluchtig geheugen worden tegenwoordig gebruikt voor het lezen en schrijven van gegevens naar en van bedrijfs- en consumentensystemen, en elk type biedt voor- en nadelen.
Fabrikanten zijn NAND-flash-technologieën blijven ontwikkelen met het doel de kosten per bit te verlagen. Zij introduceerden 3D NAND flash toen zij problemen ondervonden bij het schalen van tweedimensionaal NAND, dat een enkele laag geheugencellen heeft. Nieuwere 3D NAND flash-technologie stapelt geheugencellen in verticale lagen om een grotere opslagdichtheid te bereiken.
Technologieleveranciers blijven ook werken aan aanvullende niet-vluchtige geheugentechnologieën om de kosten te verlagen, de prestaties te verbeteren, de opslagdichtheid te vergroten, het uithoudingsvermogen te vergroten en het stroomverbruik te verlagen.
Wat is het verschil tussen vluchtig geheugen en niet-vluchtig geheugen?
Volatiel geheugen is een halfgeleidertechnologie die een continue stroomtoevoer nodig heeft om opgeslagen gegevens te behouden. Bekende voorbeelden van vluchtig geheugen zijn statisch willekeurig toegankelijk geheugen (SRAM) en dynamisch RAM (DRAM). Fabrikanten voegen soms batterijvoeding toe aan vluchtige geheugens om persistente gegevensopslag te ondersteunen.
Informaticasystemen voor ondernemingen en clients gebruiken vaak een combinatie van vluchtige en niet-vluchtige geheugentechnologieën, en elk geheugentype heeft zijn sterke en zwakke punten.
SRAM is bijvoorbeeld sneller dan DRAM, en is zeer geschikt voor caching op hoge snelheid. DRAM, een opvolger van SRAM, is goedkoper te produceren en verbruikt minder stroom dan SRAM in actieve modus. Een veelgebruikte toepassing van DRAM is het opslaan van de belangrijkste programmacode die een computerprocessor nodig heeft om te functioneren.
Non-volatile NAND-flash is langzamer dan DRAM en SRAM voor het schrijven en lezen van gegevens. De productie van NAND-flash is echter veel goedkoper dan die van DRAM en SRAM, waardoor de technologie beter geschikt is voor de opslag van persistente gegevens in bedrijfssystemen en consumentenapparatuur.
NVM vs. NVMe
De termen niet-vluchtig geheugen en niet-vluchtig geheugen express (NVMe) klinken ongeveer hetzelfde, maar ze zijn verschillend en verschillend van betekenis. NVM is een halfgeleidertechnologie die eind jaren veertig opkwam, terwijl NVMe een host controller interface en opslagprotocol is dat een consortium van technologieleveranciers in 2009 begon te ontwikkelen.
De NVM Host Controller Interface Work Group publiceerde de 1.0 NVMe-specificatie op 1 maart 2011. NVMe is ontworpen om de overdracht van gegevens tussen hostsystemen en SSD’s via de PCIe-bus van een computer te versnellen. NVMe ondersteunt het gebruik van verschillende soorten niet-vluchtig geheugen, zoals NAND-flash en de 3D XPoint-technologie die is ontwikkeld door Intel en Micron.
NVMe is een alternatief voor de Small Computer System Interface (SCSI)-standaard en de Advanced Technology Attachment (ATA)-standaard die in gebruik zijn bij respectievelijk SAS- en SATA-drives. NVMe gebruikt minder dan de helft van het aantal CPU-instructies dan de SCSI- en ATA-commandosets. Op NVMe gebaseerde PCIe SSD’s bieden een lagere latentie, een hogere IOPS en een potentieel lager energieverbruik dan op SAS en SATA gebaseerde SSD’s.